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发挥标准引领作用推动新材料推广应用

发布时间:2021-04-06 14:08:28  来源:本站 浏览:758次

  标准,是新材料开发、产业化和应用推广的重要影响因素。建立完善新材料标准体系是推动材料工业供给侧改革和加快发展新材料产业的重要推手。目前,我国新材料标准存在缺失、陈旧、滞后等问题, 与新材料快速的更新换代不相匹配,特别是缺乏对新材料产品发展阶段的评价标准,制约了新材料成果的有效转化和推广应用。建立统一的新材料发展阶段评价标准——技术成熟度评价标准,对于加速新材料推广应用、进一步完善我国新材料标准体系具有重大意义。
  一、建立新材料技术成熟度评价标准迫在眉睫
  1.发达国家普遍建立了技术成熟度评价体系
  一项新技术的转化应用会经历概念研究、技术开发、工程研制、应用部署 4 个阶段,不同阶段的技术风险不同,需要对其进行准确评估。技术成熟度等级(Technology Readiness Levels, TRLs)就是用于衡量产品技术所处发展阶段,并对其满足应用目标的程度进行评价的工具,从TRL1 到TRL9 由低到高分为 9 级。技术成熟度最早由美国航空航天局于20 世纪 70 年代首次提出,后被美国国防部广泛用于国防采办项目中,只有评估为成熟的技术才能用于武器系统采办项目中,除此之外,美国审计署、美国能源部等部门也将技术成熟度评价用于项目管理中。英国、加拿大、欧空局、国际标准化组织等都采用技术成熟度评价进行项目风险评估与管理, 技术成熟度评价得到广泛应用。波音公司、美国雷锡恩公司也都把技术成熟度评价作为企业技术发展和应用的标准。
  2.我国国防和科研等部门逐步开展技术成熟度评价
  我国从 20 世纪 90 年代开始重视技术成熟度评价,最初在国防和航天部门探索应用,开展了多项软课题研究。在深入研究国外技术成熟度评价方法基础上,结合我国实际情况,国防、航天等部门制定了各自的技术成熟度评价模型和实施细则,并将其广泛应用到具体项目中,取得了积极的效果。如2005 年西北工业大学国际项目管理研究院与中国空间技术研究院组成的神州飞船项目组开发了项目成熟度评估模型,以便优化改进神州飞船项目管理;2012 年总装备部发布了《装备预先研究技术成熟度评价暂行办法》《装备技术成熟度等级划分及定义》。此外,航空、核电、软件等领域也设计了技术成熟度评价模型用于加强项目管理,如“核高基”重大专项使用技术成熟度评价模型推进专项实施;我国出台《软件能力成熟度模型》用于评价软件开发情况。
  3.缺失技术成熟度评价制约了我国新材料成果的转化及推广应用
  尽管我国在国防和科研项目评价中开展了技术成熟度评价,但总体来看,与国外相对成熟的评价方法相比,我国技术成熟度评价方法和应用都还处于初级阶段,新材料等技术和资本密集型领域还没有开展技术成熟度评价工作。新材料具有研发周期长、投入大、风险高等特点,一个新产品的诞生需要长时间的持续稳定投入。新材料从开发到具备市场化应用条件,需要耗费大量的人力、物力和财力, 具有的风险也不尽相同。如果不了解新材料技术发展现状,跨越式发展,不仅会造成资源浪费,引起经济损失,还会延误新材料技术成熟。例如,当前我国石墨烯技术还不成熟,不具备规模化制备和市场化应用的条件,大量资本涌入到石墨烯领域,更多的是从事低端应用开发,没有充分挖掘石墨烯真正性能优势。因此,为推动新材料技术的成功转化, 降低技术应用风险,迫切需要建立技术成熟度评价体系。
  二、建立新材料技术成熟度评价标准的 4个“有利于”
  1.有利于政府制定合理政策
  新材料产业的健康持续发展,离不开政府政策的引导和管理。合理正确的政策建立在对技术、产业发展情况的准确把握和对问题的深刻剖析上。建立新材料技术成熟度评价标准,通过建立统一的标准客观评价新材料技术所处发展阶段,将新材料技术根据成熟度分为 9 个等级、3 个阶段——实验室阶段、工程化阶段、产业化阶段,行业主管部门可以精准施策,根据不同材料技术发展特点和阶段, 制定新材料优先技术需求与发展路线图,给予不同政策支持。对于处于实验室阶段的新材料,可以通过重点研发计划、科技重大专项等科技政策给予支持;对于处于工程化阶段的新材料,可以通过强基工程等政策给予支持;对于处于产业化阶段的新材料,可以通过建立新材料首批次应用保险补偿机制、建设生产应用示范平台等方式给予支持。
  2.有利于解决下游用户“不敢用”问题
  当前,制约新材料产业发展的一个主要问题是产用脱节。产用脱节表现为以下 3 个方面:一是新材料用户企业不了解材料供应信息;二是新材料本身性能欠缺,质量一致性和稳定性较差,新材料性能与下游用户需求不匹配,达不到设计和下游应用要求,导致生产出来的新材料无法使用,即“有材不好用”;三是部分性能优异的材料,下游用户或是因为之前没有使用过,或是因为材料没有通过应用验证等,不敢使用,导致“好材不敢用”。建立新材料技术成熟度评价标准,可以了解新材料的技术组成,哪些技术是需要新开发或者继续开发的, 分清多少技术是成熟的或者基本成熟的,为下游用户选用合适的新材料提供参考,有效解决下游用户“不敢用”问题。例如,技术成熟度等级为 7 ~ 9 的新材料表示其产业化阶段,等级越高,产业化条件越成熟。
  3.有利于推动新材料技术水平的提高
  经过几十年发展,我国部分新材料关键技术取得了重大突破,如非晶合金、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、间位芳纶、超导材料等生产技术已经达到或接近到国际先进水平,大飞机专用第 3 代铝锂合金、百万千瓦级核电用 U 型管、硅衬底发光二极管(LED)材料等填补了国内空白。但总体来看, 我国新材料整体技术水平与国际先进水平相比还有差距,核心技术相对落后,高端材料技术没有突破, 产品性能稳定性有待提高。为缩小我国新材料技术与国外先进技术的差距,需要在对比国外技术发展水平基础上,对我国新材料技术所处阶段有精准的把握。建立新材料技术成熟度评价标准,可以明确新材料关键技术成熟的程度,可以规范新材料的设计与制造,也可以识别与控制新材料研制生产过程中的风险,有利于推动新材料技术水平提高。
  4.有利于引导社会资本投资
  新材料技术与信息技术、生物技术等被称为“21 世纪最具发展潜力”的技术领域。新材料功能优异,应用范围广,是发展航空航天、新能源、新一代电子信息、轨道交通等先进制造业的基础和支撑,已经渗透到国民经济、重大工程建设和社会生活的各个领域,发展前景广阔。新材料的研发与产业化水平已经成为衡量一个国家科技进步、经济基础和国防实力的重要标志。为推动技术创新、支撑产业升级、建设制造强国,我国大力支持新材料产业发展,出台了规划、指导意见、指南等引领新材料产业发展。由于新材料产业具有良好的成长性,高风险、高回报、高收益,又受到国家重视,所以吸引了大量投资者。新材料技术专业性较强,投资者很难全面掌握各种新材料技术发展程度,这影响了投资者的投资导向。建立新材料技术成熟度评价标准,对每种新材料技术的发展程度建立客观评价,不同新材料技术成熟度之间可以进行比较,有利于投资者选择新材料技术发展阶段选择重点投资方向和投资阶段,推动投资者进行理性投资。
  三、政策建议
  1.加快推动新材料技术成熟度评价应用
  一是广泛征求社会各界意见,鼓励新材料生产、设计、用户企业及科研院所等对《新材料技术成熟度等级划分及定义》提出完善修改建议,加快《新材料技术成熟度等级划分及定义》的完善工作,推动其作为国家标准及早发布。二是加强顶层设计, 整合工信、科技、发改等部门资源,合力推动新材料技术成熟度评价推广应用,将新材料技术成熟度评价纳入新材料技术研发与管理工作中。三是发挥行业协会和地方政府的作用,组织新材料企业、科研机构等,开展《新材料技术成熟度等级划分及定义》宣贯活动,加速其在不同领域和全国各地的推广应用。四是开展技术成熟度评价试点,聚焦关键战略材料,选择目前我国国防建设、重大工程急需的且对外依存度较高的重点新材料,如碳纤维、高温合金等,同时关注前沿新材料,如性能优异的石墨烯等, 逐步开展技术成熟度评价,总结经验,为全面推进新材料技术成熟度评价工作奠定基础。
  2.建立完善新材料技术成熟度评价体系
  一是建立健全新材料技术成熟度评价制度,不断总结实践经验,优化完善新材料技术成熟度评价理论、技术、方式、方法和程序,建立推动新材料技术成熟度评价体系建设的长效机制。二是推行第三方独立评价体系,充分利用大数据和互联网技术, 拓展第三方评价的信息渠道,推动建立高等学校、科研院所、行业协会和企业共同参与的新材料技术成熟度评价网络,保障新材料技术成熟度评价的科学性和公正性。三是加强评估机构和专业人才培养, 培育专业从事新材料技术成熟度评价的第三方机构, 鼓励和引导民间评估机构的发展;培养一批能够熟练掌握新材料技术成熟度的人才队伍,通过学历教育和在职培训,提高评估人员的专业化水平,同时充分发挥外部专家、专业咨询机构和技术支持部门的作用。
  3.适时建立制造成熟度或产业成熟度评价体系
  一是在建立完善新材料技术成熟度评价体系基础上,借鉴美国等发达国家的先进经验,结合我国新材料发展需求,考虑建立新材料制造成熟度评价或产业成熟度评价体系。二是结合我国新材料制造和产业发展特点,研究制定相适应的制造成熟度或者产业成熟度等级标准,根据评价标准建立评价方案,设计评价方式和程序。三是开展新材料制造或产业成熟度评价试点工作,收集被评价方、新材料领域熟悉制造或产业发展的专家等对制造成熟度或产业成熟度评价标准、组织实施中的建议,修正完善新材料制造成熟度或产业成熟度评价。四是在优化制造成熟度或产业成熟度评价标准、方式等基础上,建立评价工作细则,对开展评价需要的技术参数、测试报告、应用证明,评价的方式、方法和程序等, 建立比较完整一致的制造成熟度或产业成熟度评价体系  

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